研究提供新的答案到致命的囊性纖維化基礎結構

在一個人力基因的順序的較小打嗝聲可能有對健康的破壞性碰撞。 這樣缺點導致囊性纖維化 (CF),影響肺和其他維持生命所必需的器官的疾病,經常導致死亡由年齡的 30。

在出現於科學預付款的現期雜誌的新的研究,涉過範 Horn 和他的從 Vanderbilt 和西北大學的同事檢查此致命的苦惱支柱,包括其對婦女的明顯的不均衡的作用,是由於的一部分對女性荷爾蒙影響對重要化工離子流。

這個研究提供新的答案到影響這個疾病的基礎結構并且為新的處理方法瞄準的防止或撤消準備條件其災難作用的發展。

範 Horn 是研究員在亞利桑那州立大學個性化的診斷 Biodesign 中心。 在這個當前研究中,多大學組測試在離子運輸介入的關鍵的蛋白質在生物膜間的。

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離子運輸是生活系統一個重要功能,允許生理進程的範圍包括活動,聽證和肌肉移動。 在離子傳輸的缺陷在各種各樣嚴重的疾病被牽連,包括霍亂、肺水腫和 CF。

「其中一個細胞的最公用的方式能溝通是通過離子漲潮像鈉、鉀和鎂的。 離子通道有效是緊密地調控在膜的漏洞--他們是含蛋白質的」,範 Horn 說。

在這個當前研究調查的離子傳輸系統介入叫作 KCNE3 的重要蛋白質,幫助適當地調控離子傳輸。 KCNE3 形成與合作夥伴蛋白質的複雜-- KCNQ1,作為離子的一條通道。 同時,他們形成一個細致調整的網關,允許或阻攔離子傳輸為了維護鹽和可變的同態。

使用實驗數據、分子動力學,評估在種類間的相似的蛋白質和複雜預計塑造的組合蛋白質結構, KCNE3-KCNQ1 複雜在新的研究被描述以史無前例的清晰。

在功能中, KCNE3 調控的鉀 (K+) 離子流氯化物 (分類) 離子影響運輸在上皮組織間的。 在有锎的患者,削弱氯化物離子的高效的遷移。 這個研究提供新的答案到強調其在患者的適當發揮作用氯化物離子網關和結構官能不良以 CF。

「這是在此輔助膜蛋白質束縛到離子通道和有效啟動離子通道的生物的一個異常的案件。 那是重要的特別是在氣管,并且在您的肺的上皮組織」,範 Horn 說。

對離子網關的結構和功能的更好的瞭解顯示女性荷爾蒙如何也許干涉 KCNE3-KCNQ1 通道複雜,表面上惡化锎肺病的作用和導致更高的死亡率和更短女性患者的壽命。

「此研究焦點是知道此 KCNE3 蛋白質如何與離子通道 KCNQ1 配合,并且 KCNE3 如何造成通道變得充分地開放,或者導電性,對離子流」,範 Horn 說。

通過結合各種各樣的實驗途徑包括結構上的生物、電生理學、細胞生物學和計算生物,這個研究顯示膜蛋白質複雜的詳細工作,使用結構上的生物的預測能力發現女性荷爾蒙如何可能影響中斷通道。

在用於這些調查的工具中現在是核 (NMR)磁反應,技術密切相關對在臨床 (MRI)設置的磁反應想像公用觀察的組織和機構在機體與高分辨率。

核磁共振的使用原子核磁性,允許像範 Horn 的研究員關注原生質結構上的詳細資料, (包括膜蛋白質),以卓越的清晰。 使用這個技術,科學家能預測某些變化的作用對蛋白質結構和動力和優選與目標蛋白質的藥物相互作用。

致死的小故障

囊性纖維化是主要影響在肺,雖則胰腺,肝臟,肚腑,并且可能也損壞腎臟的遺傳障礙。 這個疾病在北歐洲祖先中的人是最公用的并且進攻大致一每 3000 個新生兒。

紊亂是公認的一個常染色體的隱性疾病,意味一個特殊基因的兩個父母親複製必須包含變化,造成叫作囊性纖維化橫跨膜導率管理者的蛋白質的出軌表單 (CFTR)。 與只這個基因的一個有缺陷的複製的單個一般是無病,但是可能作為隱性性格的承運人。

導致锎的這個最公用的缺陷是編碼對氨基酸氨基苯基丙酸的三核苷酸的刪除,雖然大約其他 1500 個變化可能也生產 CF. 備選對這個疾病的 CFTR 蛋白質,有時導致更加溫和或更加嚴重的顯示的變化原因不同於的作用。

一般被認可女性是易受锎破壞,經常顯示更加嚴重的症狀和短壽命預期。 激素女性荷爾蒙認為是一個關鍵的貢獻的系數到在锎盒的被觀察的性別差距。

離子漲潮的中斷佔一部分锎的症狀,包括汗水、黏液和消化流體的狂跳亂撞的生產。 這個情況依然是無可救藥。 绝大多數的囊性纖維化患者中斷於細菌感染,特別地從病原生物帚形菌屬。

相信適當發揮作用 KCNQ1 通道幫助緩和在肺的可變的積累。 當禁止由女性荷爾蒙的高濃度,削弱離子流,允許細菌感染紮根。 大約锎造成的 80% 的死亡是肺問題的結果。 這個疾病造成的嚴重的傳染典型地治療與抗生素,有些改進了锎患者的預測,雖然這個疾病依然是一個主導的兇手。

一定數量洩密的症狀是典型的锎并且包括鹹品嘗皮膚、粗劣的增長和粗劣的重量增加和厚實,粘性黏液的累計。 這名患者經常呼吸短促,并且細菌胸部感染是公用的。

這樣症狀典型地出現於初期和童年。 適當的增長的故障可能歸結於系數的組合,包括慢性肺傳染、營養素的粗劣的吸收通過這條胃腸道和增加的新陳代謝的需求由於慢性病症。

表單和功能

範 Horn 強調,膜蛋白質,像在當前研究中檢查的那些,佔接近所有人力蛋白質三分之一并且是在健康和疾病的關鍵系數。 這樣蛋白質是绝大多數的藥物和其他治療作用者的目標,對他們的詳細結構和細微的互相作用的更加詳盡的瞭解在锎前是必要的,并且許多其他含蛋白質的疾病可能足够解決。

「這確實是膜蛋白質結構上的生物的域的黃金時代。 我們開始真明白這些蛋白質如何共同努力,并且什麼結構看上去像」,範 Horn 說。 「從長遠來看,更好的瞭解對膜蛋白質工作如何將幫助更加容易地使的锎和可治療其他的疾病」。

來源: 亞利桑那州立大學

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